流域污染负荷水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.     

西南地区旱涝特征及其趋势预测

应用Z指数和标准化降水指数SPI,结合REOF方法和Hurst 指数对西南地区旱涝等级及其时空分布规律、演变趋势进行分析和预测,结果表明:SPI 和Z指数的计算结果和现实情况较一致,从多年平均值来看,云南的中甸及四川的石渠、德格等地干旱指数处于低值区,属重旱区。贵州和广西及云南南部部分地区属易涝区。逐年的SPI 和Z指数结果大体一致,2000 年以后,干旱指数波动较大。通过REOF分析,Z指数的分布大致分为川西区、川东(包括渝)区、云贵(包括广西北部)区、广南四个区域。云贵区Z指数总体呈下降趋势,涝情呈减弱趋势;川西区在1964 年至1973 年间干旱严重,1995 年以后变化相对稳定,但干旱也时有发生;川东区旱涝变化不显著。经Hurst 指数分析,西南五省市未来的旱涝情况大致为干旱程度呈逐步加大的态势,洪涝程度呈较弱的逐步减小态势。     

北京市粪便消纳站耗能排污特征及影响因素分析

利用调研得到的北京市13座粪便消纳站2009—2011年3年的平均数据,从固液分离、絮凝脱水、污水生化处理3个单元的电耗、残渣来分析北京市粪便消纳站耗能排污特征及其影响因素。研究表明不同单元有着自身耗能排污的特征,固液分离单元中,耗电情况受场站影响比较大,处理1 t粪便约耗电0.38~1.62 kW·h,排放残渣1.26~4.52 kg;絮凝脱水单元中,每处理1 t粪便耗电0.54~5.14 kW·h,产生粪渣0.012~0.26 kg;生化处理单元中,每处理1 t污水需耗电4.3385 kW·h,同时能得到0.9604 t的中水。     

湖泊生态系统稳态转换理论与驱动因子研究进展

湖泊生态系统会在长期的人为胁迫和短期的强扰动下发生稳态转换,稳态转换前后湖泊生态系统的结构和关键过程会发生明显的变化,探求浅水湖泊稳态转换驱动因子是科学合理确定湖泊管理策略的关键所在。对湖泊生态系统稳态转换的理论内涵、驱动机制进行了总结和探讨。湖泊生态系统稳态转换的概念主要含有发生的突然性和难以预知性、系统的结构与功能发生明显变化以及存在多稳态现象等内涵;具有非线性、多阈值、多稳态,以及修复过程中的迟滞效应等特征。湖泊生态系统稳态转换的驱动因子可分为外部驱动和内部驱动两种类型。外部驱动包括外源性氮磷负荷、气候变化、风浪、湖泊水位等因子;外源性氮磷负荷和气候变化的影响具有长期性和累积性,通过逐步削弱湖泊生态系统恢复力进而引发稳态转换;风浪、湖泊水位等为突发性因子,往往表现为稳态转换的直接诱因。内部驱动包括鱼类、水生植物等因子;鱼类主要通过对水生植物、湖泊底质、浮游动物等生态组分的影响引发湖泊生态系统稳态转换;水生植物对湖泊清水稳态可能不仅存在正反馈作用,也会在一定条件下存在负反馈作用。今后应加强沉水植物生长消亡的主要环境与生物要素综合作用机理、湖泊稳态类型与主控因素等方面的研究。     

菌株Sphingomonas sp. FL降解溴氨酸的特性研究

分离了1株澳氨酸降解菌.其可以溴氨酸为唯一碳源进行降解并使其脱色,通过16S rRNA基因序列比较和生理生化特性分析,将其归为鞘氨醇单胞菌属.溴氨酸降解和菌株生长的最适条件为:温度30℃,pH 7.0,摇床转速100 r/rain,(NH4)2SO4作为氮源,在此条件下,溴氨酸(100 mg/L)在14 h内的脱色率可达99%.低浓度NaCl(<2%)对脱色有促进作用,而高浓度NaCl(≥2%)对脱色产生抑制.以Haldane底物抑制模型表征溴氨酸初始浓度对脱色的影响.确定当初始浓度为1 393.5 mg/L时可取得最佳比降解速率1.4 h-1.菌株不能将溴氨酸完全矿化,至反应终点52.4%的有机碳得到去除.利用GC-MS和HPLC-MS分析代谢产物显示.溴氨酸降解的中间产物是邻苯二甲酸,终产物可能为2-氨基-3-羟基-5-溴苯磺酸或2-氨基-4-羟基-5-溴苯磺酸,邻苯二甲酸可经3,4-二羟基苯甲酸途径进一步降解而被菌体利用.     

阴极材料对三相三维电极反应器电解处理酸性橙7的影响研究

采用具有不同阴极材料的三相三维电极反应器,对300 mg/L酸性橙7(AO7)模拟废水进行处理研究,重点考察阴极材料对脱色率和反应体系矿化能力的影响,同时利用HPLC、UV-Vis、GC-MS等分析方法对·OH、H2O2以及降解产物进行测定,探讨了3种电极对AO7的降解行为.结果表明,在电压20 V条件下电解60 min后,活性炭纤维(ACF)、石墨和不锈钢等3种阴极体系对于AO7的脱色率均高于96%,三者之间没有明显差别.但是ACF体系对TOC的去除率可达到57.4%,高于其它两者.3种阴极体系中均有高活性的·OH和H2O2生成,但是ACF阴极体系中产生的浓度较高,从而决定了其具有较高的矿化能力.几种不同电极体系电解AO7过程中都遵循了相同的产生酮类和萘酚类物质的过程.     

从垃圾焚烧飞灰中回收金属研究进展

焚烧处理已成为我国大城市生活垃圾处理的主要方式之一,焚烧飞灰属于危险废物,其处理处置与利用已成为焚烧厂面临的主要问题。飞灰中含有大量的金属,如将其回收利用不仅可以缓解我国金属资源短缺的问题,而且可使飞灰由危险废物转化为惰性固体废物而加以利用。介绍从飞灰中回收金属国内外研究现状并分析了现有工艺存在的问题,建议采用水洗预处理结合酸碱两步浸取,辅之以溶剂选择萃取的方法从一次飞灰中选择性回收Pb、Cu和Zn。     

土壤对铜和镉的静态吸附研究

通过静态吸附实验研究了德兴矿区大坞河下游下沽口土壤对铜和镉的吸附特点并采用Freundlich等温吸附方程进行拟合,探讨了pH值变化对铜和镉在土壤样品中分配系数的影响。结果表明：土壤铜和镉的吸附特性均符合Freundlich等温吸附方程,得到的金属铜和镉的Kf值分别为354．08、34．132;随着pH值的升高,铜和镉在土壤中的分配系数逐步增大,随后降低,pH值与分配系数关系曲线为单峰曲线。     

好氧反硝化菌种DF2的分离鉴定及生理生化特性分析

分离了新型的高效反硝化细菌并研究其生物脱氮效率。通过观察形态学、生理生化鉴定和16SrRNA基因同源分析来鉴定菌种,致力于研究微生物污水脱氮处理的实际效果和克服反硝化过程中有害中间产物的积累。利用BTB培养基从水平潜流人工湿地基质中初步筛选出了9株平板阳性菌,革兰阴阳性均有。经试验研究发现该9种菌株在好氧条件下均具有一定的脱氮能力,其中以DF2和DF3 2种菌株脱氮能力最为显著,在3 d时间内NOX--N去除率达到了95%以上,NO2--N仅有微量积累;而其它7种菌株对NO3--N的去除率可以达到98%以上,但是NO2--N积累比较严重,积累量达到了NO3--N去除的50%~70%左右。经测序分析鉴定DF2和DF3分别属于德克斯氏菌属（Derxia）和假单胞菌属（Pseudomonadaceae）。德克斯氏菌属作为除氮的反硝化菌属在以往的研究中鲜有报道,该菌在好氧条件下可以合成周质NAR的亚基基因（napA）。     

城市土壤重金属的时空变化特征对土壤重金属背景值确定的启示：以北京市为例

城市土壤中各种重金属的含量受人为活动的强烈影响,且城市建成区和非建成区人口密度和人类活动等差异显著.因此,城市土壤背景值的确定可能不同于非城市土壤,但目前相关研究短缺.为此,本研究选取北京市土壤中砷、镉、铬、铜、汞、镍、铅和锌等重金属为重点研究对象,研究近30年来北京市建成区和非建成区表层（0～20 cm）土壤重金属的时空变化规律及影响因素.结果表明,除受人为活动影响外,表层土壤中重金属含量与土壤理化性质相关,粒径较小、有机碳含量和阳离子交换量较高的土壤重金属含量较高.2019年北京市建成区表层土壤中铜和汞含量显著高于非建成区（p<0.05）.近10年来,北京市建成区表层土壤重金属含量呈下降趋势;但近30年来,非建成区表层土壤重金属含量呈上升趋势.尽管采样点都远离了明显的污染源,但建成区和非建成区表层土壤重金属的时空分布存在明显差异,因此,需要分别研究建成区和非建成区的土壤背景值,在建成区远离明显污染源采样点所获得的重金属元素含量可以作为建成区土壤的背景值,用于评价城市建成区土壤是否受工厂、企业、加油站和交通等明显污染源的影响.研究结果为获取城市建成区土壤重金属背景值提供了方法参...